Cách tính hiệu suất truyền tải điện năng cực hay

Bài viết Cách tính hiệu suất truyền tải điện năng với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách tính hiệu suất truyền tải điện năng.

Cách tính hiệu suất truyền tải điện năng cực hay

Phương pháp

Học sinh cần nhớ và nắm được các công thức tính hao phí khi truyền tải điện năng, hiệu suất truyền tải điện năng.

1. Hao phí truyền tải

- Công suất hao phí

2. Hiệu suất truyền tải điện năng

Hiệu suất truyền tải điện năng:

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 : Điện năng ở trạm phát điện được truyền tới khu tiêu thụ. Công suất của dòng điện tại trạm phát điện là 150kW. Hiệu số chỉ của công to điện nơi phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm chênh lệch 360 kWh. Hiệu suất của quá trinh tải điện là:

A. 80%    B. 85%    C. 87%    D. 90%

Lời giải:

Công suất hao phí P_hp = 360/24 = 15 (kW)

Hiệu suất của quá trình tải điện

Ví dụ 2 : Một trạm điện truyền đi dòng điện có công suất 120kW bằng hiệu điện thế là 5kV đến một khu dân cư cách đó 10km. Biết dây dẫn được sử dụng có điện trở mỗi km là 1,4Ω. Tính hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng.

Lời giải:

Điện trở toàn dây dẫn là: 10.1,4 = 14 (Ω)

Công suất hao phí trên đường dây là:

Hiệu suất truyền tải điện năng:

Ví dụ 3 : Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ tram phát điện cách nơi tiêu thu 10km bằng dây dẫn kim loại có điên trở suất p = 2,5.10^-8 Ωm, tiết diện 0,4cm2 Điện áp và công suất ở trạm là 10kV và 500kW. Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là bao nhiêu?

Lời giải:

Điện trở dây dẫn:

Gọi P_hp là công suất hao phí trên đường dây.

Công suất hao phí trên đường dây là:

Hiệu suất truyền tải điện năng

Đs: 96,875%

Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Một nhà máy điện sinh ra một công suất 1MW và cần truyền tải đến nơi tiêu thụ. Biết hiệu suất truyền tải là 90%. Công suất hao phí trên đường truyền là:

A. 100kW    B. 300kW    C. 600kW    D. 900kW

Lời giải:

Đáp án A

Hiệu suất truyền tải điện năng:

Công suất hao phí

P_hp = 1000000 – 0,9.1000000 = 100000 (W) = 100 (kW)

Câu 2: Điện năng ở một trạm phát điện có công suất truyền đi 400kW được truyền đi đến khu dân cư. Hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi tiêu thụ sau mỗi ngày đêm lệch nhau 360kWh. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng là:

A. 96%    B. 96,25%    C. 96,5%    D. 96,75%

Lời giải:

Đáp án B

Công tơ điện ở trạm phát và nơi tiêu thụ chênh lệch nhau là do hao phí trong quá trình truyền tải.

Công suất hao phí: 360 : 24 = 15 (kW)

Hiệu suất truyền tải điện năng là:

Hiệu suất truyền tải điện năng

Câu 3: Người ta truyền tải dòng điện có công suất 1,5MW từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ cách đó 100km bằng dây dẫn kim loại có điện trở suất p = 1,7.10^-8 Ωm, tiết diện 0,6cm2. Biết điện thế ở trạm là 50kV. Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là:

A. 87,6%    B. 88,7%    C. 89,4%    D. 90,5%

Lời giải:

Đáp án C

Điện trở dây dẫn:

Gọi Php là công suất hao phí trên đường dây.

Công suất hao phí trên đường dây là:

Hiệu suất truyền tải điện năng

Câu 4: Người ta truyền tải điện năng từ máy phát điện đến một động cơ điện bằng đường dây có điện trở 0,5Ω. Điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây là U = 220V, công suất điện tại máy phát là 5kW. Công suất điện đến động cơ điện và hiệu suất truyền tải là bao nhiêu?

A. 4657W, 93,14%

B. 4865W; 97,3%

C. 4532W; 90,64%

D. 4742W; 94,84%

Lời giải:

Đáp án D

Công suất hao phí trên đường dây là:

Công suất điện truyền đến động cơ là:

P_tt = P – P_hp = 5000 – 258 = 4742 (W)

Hiệu suất truyền tải điện năng

Câu 5: Một máy phát điện gồm n tổ máy có cùng công suất P. Điện năng sản xuất ra được truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất H. Hỏi nếu khi chỉ còn một tổ máy thì hiệu suất H’ bằng bao nhiêu, (tính theo n và H)

Lời giải:

Đáp án C

Hiệu suất: (1)

- Công suất hao phí

Công suất hao phí

Từ (1); (2); (3) và (4) ta có:

Bài tập vận dụng

Câu 6 : Từ nhà máy phát điện người ta truyền công suất điện đến nơi tiêu thụ thì hiệu suất truyền tải điện năng là 50%. Nếu sử dụng máy biến thế có tỷ số k =5 để tăng điện thế truyền tải đồng thời tăng tiết diện dây dẫn lên thêm 2 lần thì hiệu suất điện truyền truyền tải là bao nhiêu?

Lời giải:

Hao phí do tỏa nhiệt chiếm: 100% - 50% = 50% công suất nguồn điện

Công suất hao phí

Khi sử dụng máy biến thế thì điện áp truyền tải tăng lên 5 lần => hao phí do tỏa nhiệt giảm đi 25 lần

Tiết diện dây dẫn tăng thêm 2 lần thì điện trở giảm đi 2 lần => hao phí do tỏa nhiệt cũng giảm đi thêm 2 lần

→ Khi dùng máy biến thế đồng thời tăng tiết diện dây dẫn thì công suất hao phí giảm đi 10 lần

Công suất hao phí khi sử dụng máy biến thế và dây dẫn mới là: 50% : 10 = 5%

Hiệu suất truyền tải điện năng là: 100% – 5% = 95%

Câu 7 : Một máy phát điện xoay chiều truyền đi một công suất điện không đổi. Khi hiệu điện thế hai đầu đường dây là U thì hiệu suất truyền tải là 76%. Để hiệu suất truyền tải tăng thêm 20% thì hiệu điện thế hai đầu đường dây phải là bao nhiêu?

Lời giải:

Gọi U’ là hiệu điện thế cần dùng để hiệu suất truyền tải tăng thêm 21%

Công suất hao phí khi sử dụng điện áp U là: 100% - 76% = 24%

Công suất hao phí khi sử dụng điện áp U’ là: 100% - 76% - 20% = 4%

Công suất hao phí khi dùng điện thế U’ giảm so với hiệu điện thế U là: 24% : 4% = 6 (lần)

Áp dụng công thức

→ Để công suất hao phí giảm 6 lần thì hiệu điện thế phải tăng lên √6 ≈ 2,4 lần

→ U’ = 2,4U

Vậy hiệu điện thế hai đầu dây là 2,4U

Câu 8 : Điện năng ở một trạm phát điện có công suất truyền đi 800kW được truyền đi đến khu dân cư. Ban đầu người ta sử dụng hiệu điện thế 10kV để truyền tải điện năng thì hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng là 92%. Để hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau không quá 400kWh thì điện thế truyền tải phải là bao nhiêu?

Lời giải:

Công suất hao phí lúc ban đầu là:

(100% - 92%) . 800 = 64 (kW)

Để hiệu số chỉ của các công tơ điện ở trạm phát và nơi thu sau mỗi ngày đêm lệch nhau không quá 400kWh thì công suất hao phí phải nhỏ hơn:

400 : 24 = 16,7 (kW)

So với lúc ban đầu thì công suất hao phí đã giảm đi: 64 : 16,7 = 3,8 (lần)

Để công suất hao phí tăn 3,8 lần thì điện thế truyền tải là:

10000.√3,8 = 19493,6 (V)

Đs: 19493,6V

Câu 9 : Một nhà máy phát điện gồm 2 tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 70%. Hỏi khi một tổ máy ngừng hoạt động , tổ máy còn lại hoạt động bình thường thì hiệu suất truyền tải bây giờ là bao nhiêu?

Lời giải:

Gọi H, H’ là hiệu suất truyền tải khi 2 tổ máy hoạt động và khi 1 tổ máy hoạt động

Hiệu suất:

- Công suất hao phí

Công suất hao phí

Từ (1); (2); (3) và (4) ta có:

Hiệu suất sau khi một tổ máy ngừng hoạt động là:

Đs: 85%

Câu 10 : Một nhà máy phát điện gồm 2 tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 70%. Do nhu cầu ở nơi tiêu thụ tăng nên người ta phải lắp thêm 4 tổ máy có cùng công suất với 2 tổ máy trước vào nhà máy điện. Toàn bộ điện năng từ nhà máy được truyền tới nơi tiêu thụ bằng hiệu điện thế có giá trị gấp 4 lần lúc ban đầu. Hỏi hiệu suất truyền tải bây giờ là bao nhiêu?

Lời giải:

Gọi H, H’ là hiệu suất truyền tải khi 2 tổ máy hoạt động và khi 6 tổ máy cùng hoạt động

Hiệu suất:

- Công suất hao phí

Công suất hao phí

Từ (1); (2); (3) và (4) ta có:

Hiệu suất sau khi một tổ máy ngừng hoạt động là:

Đs: 94,375%

Bài tập tự luyện

Bài 1: Để truyền đi cùng một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp đôi thì công suất hao phí sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích?

Bài 2: Người ta truyền tải một công suất điện P bằng một đường dây dẫn có điện trở là 5 Ω thì công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện là 0,5 kW. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 10 kV. Hiệu suất của quá trình truyền tải điện năng là bao nhiêu?

Bài 3: Từ một máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ, bằng đường dây tải điện có điện trở 4 Ω và hệ số công suất bằng 1. Biết hiệu suất truyền tải là 98% và nơi tiêu thụ nhận được công suất 196 kW. Tính điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây.

Bài 4: Người ta cần tải đi một công suất 1 MW từ nhà máy điện về nơi tiêu thụ. Dùng hai công tơ điện đặt ở biến thế và ở nơi tiêu thụ thì thấy số chỉ của chúng chênh lệch nhau mỗi ngày đêm là 216 kW. Tỉ lệ hao phí do truyền tải điện năng đi là bao nhiêu?

Bài 5: Người ta muốn tải một công suất điện 45 000 W từ nhà máy thủy điện đến một khu dân cư cách nhà máy 65 km. Biết cứ 1 km dây dẫn có điện trở 0,8 Ω. Nếu cứ để hiệu điện thế hai đầu đường dây tải điện là 220 V mà truyền đi thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây là bao nhiêu?

Bài 6: Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1 000 kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế được truyền đi xa bằng một dây dẫn có tổng chiều dài 200 km có đường kính 0,39 cm và làm bằng hợp kim có điện trở suất bằng 1,8.10^-8 (Ωm). Biết hệ số công suất đường dây bằng 1. Tính công suất hao phí trên đường dây nếu điện áp đưa lên là 50 kV.

Bài 7: Truyền tải một công suất điện 1 (MW) đến nơi tiêu thụ bằng đường dây 1 pha, điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây 10 (kV). Mạch tải điện có hệ số công suất 0,8. Muốn cho tỉ lệ năng lượng mất mát trên đường dây không quá 10% công suất truyền thì điện trở tối thiểu của đường dây là bao nhiêu?

Bài 8: Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới hiệu điện thế 2 kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là 80%, muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải tăng giảm điện áp như thế nào?

Bài 9: Từ một máy phát điện người ta muốn truyền tới nơi tiêu thụ, bằng đường dây tải điện có điện trở 4 Ω và hệ số công suất bằng 1. Biết hiệu suất truyền tải là 98% và nơi tiêu thụ nhận được công suất 196 kW. Điện áp hiệu dụng đưa lên đường dây là bao nhiêu?

Bài 10: Có hai đường dây tải điện tải đi cùng một công suất điện với dây dẫn cùng tiết diện, làm bằng cùng một chất. Đường dây thứ nhất có chiều dài 100 km và hiệu điện thế ở hai đầu dây là 200 000 kV, đường dây thứ 2 có chiều dài 200 km và hiệu điện thế 300 000 kV.

a, So sánh công suất hao phí vì tỏa nhiệt P₁ và P₂ của hai đường dây.

b, Để P₁ = 2 P₂ thì hiệu điện thế ở hai đầu của hai đường dây sẽ thay đổi như thế nào?

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

• Dạng 1: Dạng bài tập Ứng dụng của nam châm cực hay
• Dạng 2: Cách giải bài tập Động cơ điện, máy phát điện cực hay
• Dạng 3: Cách xác định chiều của đường sức từ cực hay
• Dạng 4: Cách xác định chiều của lực điện từ cực hay
• Dạng 5: Bài tập về hiện tượng cảm ứng điện từ cực hay
• Dạng 6: Bài tập tác dụng từ của dòng điện xoay chiều cực hay
• Dạng 7: Cách giải bài tập truyền tải điện năng cực hay
• Dạng 8: Phương pháp tính độ giảm điện thế cực hay
• Dạng 9: Phương pháp giải bài tập điện thế truyền tải thay đổi cực hay
• Dạng 10: Phương pháp giải bài tập điện trở thay đổi cực hay
• Dạng 12: Phương pháp giải bài tập về máy biến thế cực hay

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 9
• Giải sách bài tập Vật Lí 9
• Giải VBT Vật Lí 9
• Đề thi Vật Lí 9

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---